咸宁市重污染天气预报和服务情况浅析

秦正新

摘 要：2017年1月份初，在静稳的天气条件和弱冷空气带来的北方输入污染物的影响下，咸宁市出现了大范围、长时间的霾天气和重污染天气，严重影响了大气环境质量，危害人体健康。本文通过分析此次重污染天气过程的天气特点和预报服务情况，探讨气象因素对于重污染天气的影响，分析目前咸宁市重污染天气气象服务的经验和不足。

关键词：重污染天气；成因分析；气象服务

中图分类号：S16 文献标识码：A DOI：10.11974/nyyjs.20180431057

近年来，湖北省霾天气和重污染天气频发，并且影响范围不断扩大、影响时间也呈现增涨趋势。重污染天气不仅造成了空气质量的严重下降，也对人体的健康造成了很严重的危害。目前国内已有大量的研究表明，大范围的重污染天气的出现不仅和污染物排放源关联密切，还和天气条件、气象要素关联密切。本文通过对2017年1月初发生在咸宁的重污染天气过程气象服务情况进行分析和总结，探讨了目前咸宁在面对灾害性天气，开展气象服务工作中的经验和不足。

1 重污染天气的特点

2017年1月，咸宁出现了连续重污染天气，咸宁市区PM10、PM2.5、NO2和SO2月均浓度分别为106μg/m3、89μg/m3、24μg/m3、9μg/m3。CO日均值及O3日最大8h值均无超标现象；有效监测天数为31d，其中优1d，良10d，轻度污染13d，中度污染5d，重度污染2d。

与2016年同期相比，在政府大力推行“三禁三治”工作的大环境下，PM10累积浓度比上年同期有所下降，但PM2.5的累计浓度大幅上升，有站点同比增幅达到20%以上，PM2.5累计浓度的增长除与燃煤、扬尘、机动车为其等污染排放源关系密切外，还与1月份天气气候背景有关。

研究表明，重污染天气一般发生在特定的天气条件下，气象条件不利于污染物的扩散，一般出现在较长时间的低风速天气下。2017年1月初咸宁连续重污染天气期间，咸宁高空受平直西风环流控制，近地面层和925hPa（约800m高空）有微弱逆温层存在，地面受弱冷高压控制，近地层风速不大，地面极大风速3.1m/s（2级），风速较小，气压场较为平均，无利于污染物的分散。

2 主要气象因子与环境空气质量的相关分析

大量事实表明，在污染排放水平较稳定的情况下，如果天气环境背景不同，大气污染物的浓度可能会相差几倍，甚至是几十倍。在一个时间段里，对于一个城市，其空气污染源是比较稳定的。所以，大气污染物是决定重污染天气时空分布的最重要因素。一般影响空气质量的气象因子，在空间尺度上，可以分为气候尺度、天气尺度和边界层尺度这3个尺度量级。

实际大气中，影响扩散程度的主要气象因子是湍流和平均风。平均风影响了水平扩散，而湍流则影响着垂直扩散。对于主要气象因子和空气质量的关系，将根据气象监测数据和环境监测数据，将通过大气层结、地面风场、天气形势等几个方面来分析。

2.1 大气层结特征

大气层结的稳定度影响着污染物的垂直扩散能力。在正常大气中，气温随高度是递减的，但气象资料表明在近地面层，经常出现一个浅薄的逆温层，在该层，气温随高度递增。逆温层就像是一个被子，限制了大气的垂直运动，在这种大气层结下，很容易造成污染物的积累。分析气象资料发现，在没有大风和降水的夜间，通常在近地面层有逆温层存在，逆温层最大可发展到250m以上。而在白天，混合层高度是污染物垂直扩散的最大高度，所以混合层越高，表明了大气的垂直扩散能力越强。

2.2 地面风场与大气污染物浓度的关系

平均风影响这大气污染物的水平输送，水平输送的同时也是污染物稀释的过程。一般来说，风速越大时，大气污染物越易扩散。实际上，平均风对于污染物浓度的影响是多面的。由于烟羽的抬升高度和平均风速成反比，因此当平均风速增大时，近地面层由于烟羽抬升高度的降低，污染物的浓度反倒会增大；如果上风口为重污染区，那么风速增大时，污染物的输送也会变大。静风一般出现在均压场的天气形势下。通过统计发现，风速较小时，风速和空气污染物的浓度呈现负相关，但是当风速达到一个临界值后，风速和污染物的浓度会呈现正相关。

近年来随着咸宁市区的不断扩大，咸宁市的平均风速呈现了逐年减小的趋势，特别是静风次数越来越多，这也让污染物更不易扩散。城市的发展影响着当地的天气气候条件。咸宁地区春季盛行风为偏南风和偏东风，夏季盛行西南风，秋季和冬季盛行西北风。咸宁静风天气在8、11、12月出现最多，5月份出现最少。

2.3 地面天氣形势与大气污染物浓度的关系

在污染源相对确定的情况下，影响空气污染物浓度的主要因素是地面天气形势。地面天气形势决定了大气污染物的分散和运送前提。根据分析，影响咸宁市环境空气质量的主要地面天气形势有是均压场或弱高压。

3 气象条件对大气污染控制环境效果的影响评估方法

大气污染控制的目的是为了让环境空气质量达标，主要涉及到的2个因素是人为因素和自然因素。人为因素主要是通过控制和消减污染物的施放，制定和实施空气质量治理措施。自然因素主要是指对大气污染物的扩散和传输有影响的气象条件。当开展污染物控制措施后，空气质量能否达标，在很大程度上有当时的气象条件决定。如果对污染物扩散有利的天气环流背景出现频繁时，空气质量达标的可能性将会很大；反之，如果期间出现了多次不利于污染物扩散的天气过程，则空气质量达标的难度则会相当大。

通过主成分分析及聚类分析，将多个年份的气象资料按照季节进行分类，可以定性或者半定量的就气象因素对于环境质量的达标的影响进行评估。首先将天气气候进行分类，找出出现频率大的天气环流背景类型，作为基本的气象条件；然后选择污染源变化相对平稳的时期，分别求出各个天气类型下（大气扩散条件下），污染物的平均浓度；对上述结果进行分析，按照各天气类型下污染物出现的频率和强度，建立空气污染气象条件分级。以后在评估某一个时间段内气象条件对于环境质量的影响时，可以直接通过空气污染气象条件等级来说明该时段的气象条件对于空气质量的作用。

4 咸宁重污染天气下的预报服务情况

在2017年初咸宁史重污染天气期间，气象部门和环保部门加强合作，积极联动，市气象台和环境监测中心连续多次开展空气质量预报联合会商，制作和发布控制质量气象条件等级预报产品，为市委、市政府、应急办等决策部门提供重污染天气实况和预报产品，预报准确，服务及时到位，得到了政府部门的肯定。

5 經验和不足

5.1 制定周密的决策气象服务方案，开展服务有据可依

咸宁市气象局每年年初制定了当年度的决策服务周年方案，明确了当年开展气象服务的主要重点内容，确定了各类决策气象服务的启动标准，更新了气象服务对象清单，也规范了开展各类决策气象服务的工作流程。此次重污染天气服务中，气象局各服务单位各司其职，互相配置，服务效果显著。

5.2 严把气象服务产品质量，提高服务满意度

从气象信息的采集、气象服务产品的制作、气象服务产品的签发，在发布决策气象服务材料时，咸宁市气象局均严格按照流程，由多名不同岗位的领导专家多次校验，确保每份决策服务产品严谨准确。

5.3 加强部门合作、联动

按照《咸宁市气象局重污染气候应急预案》，重污染气候产生时，市气象台结合市环保局等相干部门，建立重污染气候监测预报专家组，展开重污染气候谈判和预告。在应对重污染天气中，气象部门和环保部门合作，加强了预报和应对重污染天气的能力，降低了重污染天气的危害，为保障人民群众健康生活发挥了重要作用。

5.4 存在的不足与展望

要努力提高天气预报的准确率。决策气象服务产品以天气预报为基础。因此，天气预报结论是否准确，决定了服务产品是否科学。预报结论甚至关系到气象服务的效益，关系到气象防灾减灾的效果。因此，提高预报服务人员的综合素质，加强预报员对于灾害性天气的把握研判能力，提高天气预报，特别是灾害性天气的预报准确率，具有重要的意义。

气象灾情的收集和上报工作滞后性较严重。基层气象部门灾情收集能力有限，由于人员、经费等限制，市级台站的灾情信息一般都是来自所属县级，或者从当地民政部门获取，无法及时参与现场灾情调查，而对于气象信息员信息员由于缺乏切实的激励和考核机制，其上报灾情的意识不高。其实是对于灾情的核定缺乏一套严谨的方法，灾情数据权威性不够，一些灾情数据经不起推敲，这也为决策气象服务带来了一定的难度。

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